[이론] 도커 스웜 - 뗏목 합의 알고리즘이란?(Raft consensus algorithm)

여러 서버 중 일부에 장애가 생겨도 제 기능을 유지하도록 하는 합의 알고리즘이다.

합의 알고리즘(Conensus Algorithm)

합의 알고리즘이란 다수의 참여자들이 통일된 의사결정을 하기 위해 사용하는 알고리즘이다.

서버에서 명령을 실행하기 위해 다른 서버의 합의를 요청한다. 각 서버에 문제가 없는 경우 동일한 명령을 처리하고, 동일한 결과를 생성하고, 동일한 상태에 도달한다.

장애 허용 분산 시스템(fault-tolerance distributed system)

시스템 중 일부에 오류가 발생해도 정상적으로 작동할 수 있도록 하는 시스템이다. 마치 4발 자전거에서 바퀴 하나가 고장나도 굴러가는 것처럼 말이다.

뗏목 알고리즘의 진행

상태 시스템과 로그

각 서버에 상태 시스템과 로그가 있다.

여기서 상태 시스템은 오류를 허용하려는 특징을 지닌다. 여러 서버 중 특정 서버에 장애가 생겨도, 클라이언트는 정상 작동하는 다른 상태 시스템과 상호작용할 수 있다.

각 상태 시스템은 각 로그로부터 입력(input)을 받는다. 위에서 본 합의 알고리즘은 서버의 로그에 있는 명령을 합의하는 데에 사용된다.

합의 요청

서버가 명령을 실행할 때 다른 서버에게 합의를 구한다. 한 서버가 명령을 적용하면 다른 서버는 다시 그 명령을 적용할 필요 없다.

반면, 장애가 있는 서버가 소수가 아니라 다수라면 더 이상의 진행은 중단되나, 명령으로 인한 잘못된 결과는 반환하지 않는다.

1. 뗏목이 완변한 경우

   각각의 명령을 적용하고 다른 서버에게 합의를 요청한다. 잘 작동한다.

   

2. 일부 뗏목에 문제가 생긴 경우

   각각의 명령을 장애가 없는 서버에 대해서만 적용하고 남은 서버끼리 진행한다. 장애가 생긴 서버는 더이상 작동하지 않는다.

   

3. 다수 뗏목에 문제가 생긴 경우

   더 이상의 합의 요청이 의미가 없어져 명령이 진행되지 않는다.

   

자세한 내용 : https://raft.github.io/